Антенный эффект и способы борьбы с ним, Эффективные методы и их конкретные воплощения Опции

[Shura_jj]

Добрый день!

Решил вот затронуть такую непростую проблему в антенной технике как борьба с антенным эффектом.

Хотелось бы проконсультироваться у специалистов по двухчастотной развязке с опорой.
Пытаюсь развязать линейную АР с металлической опорой на двух частотах, при f2/f1=17%, чтобы минимизировать искажение ДН.
Сначала пытался взять классический четвертьволновый стакан, настроив его на середину диапазона, но он сильнорезонансный, и на краях, там где надо, работает плохо. Стакан коаксиальный. Пытался уменьшить его Z0, сближая проводники - полоса расширяется. Но тогда быстро падает сам уровень развязки, то есть тоже плохо...

Решил взять два стакана, настроив каждый на свою частоту. Построил их по типу "один внутри другого", взял отношение радиусов внутр. и внешн. проводников каждого стакана как и в предыд. случае равным 2, т.е. Z0=~40 Ом или даже 1.5, это Z0=~20 Ом. Если раскрывы направлять согласно, стаканы сильно влияют друг на друга, разнесение тоже слабо помогло... Решил направить раскрывы встречно. Тогда взаимная развязка хорошая, но на раскрыв, ориентированный к антенне она оказывает также сильное влияние, сильно загрубляя добротность и искажая характеристику импеданса.

Если кто сталкивался, помогите советом, как обеспечить взаимную развязку стаканов, сохранив при этом развязку от антенны.

Может как-то делают иначе, не на стаканах?? Где-то видел коническую рупорную антенну, у нее по краю конуса внешнему идет "гофр". Насколько я понял этот "гофр" как раз из стаканов, с близкорасположенными резонансами, т.е. типо фильтра-пробки для отсечки теневых токов и минимизации боковых и задних лепестков. Но, с другой стороны, там, поскольку маленькое отношение радиусов, соответственно должно быть очень низкое волновое этих стаканов, что даст плохую развязку... Как же все это работает?...

С уважением,
Александр

Сообщение отредактировал Shura_jj - Mar 22 2013, 11:10

[Shura_jj]

uve
Не совсем понятно, что означает " длина опоры 0.46 м), ниже что, вакуум?

Я задался некоторой длиной опоры для нахождения наведенных на ней токов. Ниже опоры земли нет, она действительно обрывается. Но такая модель, вроде бы достаточна для оценки развязки между антенной и опорой.. При этом в такой модели в опоре возникает стоячая волна тока с пучностью. Тогда развязку между антенной и опорой я нахожу как частное отношений амплитуды суммарного тока, наведенного в опоре (проинтегрированного по излучающей поверхности опоры) к длине опоры, и суммарного тока в антенне (проинтегрированного по излучающим поверхностям вибраторов) к ее геом. длине. По идее, для этого метода нет разницы какую длину будет иметь опора, полученные значения развязки будет одинаковым, имхо...

У вас четыре отрезка коаксиала по 460 мм с взаимно перекрёстным соединением центральной жилы и "оплётки", я правильно понял устройство антенны?

Да, все верно. Но только изза изменившихся требований пришлось от коллинеарки отказаться, поскольку нужен управляемый наклон ДН к земле , в диапазоне 3-15 град. А коллинеарная антенна априори с синфазной запиткой элементов... Найдя буржуйкую статью с конструкцией коллинеарки с наклоном, я попробовал сделать как у них, а именно нарушить синфазность питания элементов, немного укоротив их. Эти друзья заявляют наклон до 6 град, у меня получилось что-то похожее, после чего диаграмма развалилась. Плюс это еще больше сужает полосуи без того узкополосной антенны.
Поэтому было принято решение делать решетку с независимым возбуждением. Вот... И еще частоты теперь заданы другие: 140-160 МГц с тем же относительным перекрытием.

Вообще, косвенно оценить развязку, обеспечиваемую стаканами, не выводя при этом токи я попробовал, вычисляя мнимую часть сопротивления в плоскостях раскрыва стаканов. Здесь же можно, задавшись некоторым значением индуктивного импеданса, оценить и полосу, в которой стакан развязывает. Конечно на этом раскрыве висит параллельно еще сопротивление примыкающей антенны или опоры с другой стороны. Но если скажем стакан дает 1-10 килоом в раскрыве, то наверное этого в большинстве случаев будет достаточно.

Сейчас вопрос в том, почему в таком мет. изоляторе из двух встречно включенных стаканов, один (с меньшим волновым) имеет большую добротность и индуктивный импеданс, а второй (с большим (!) волновым) - очень плохой. И главный вопрос: как же их включить чтобы обеспечить двухчастотную развязку...

Выкладываю параметрические модели в формате stp решетки с независимым возбуждением и, коллинеарной (на всякий случай). Антенны пристегнуты к развязыващей структуре на взаимно-развязанных стаканах с одной стороны, а с другой стороны пристегнута опора.

Также выкладываю проекты в CST 2010. Локальные порты в раскрывах стаканов позволяют измерить импеданс, как собственный так и взаимный. Порты запитки вибраторов в проекте решетки с независимым возбуждением убрал, поскольку будет долго считать структуру как многополюсник, а диаграмма направленности антенны формируется нормально, и вопросов по ней у меня нет.

Возможно я что-то делаю неправильно...Возможно моя проблема решается гораздо проще чем то что я из нее раздул. А возможно и нет. Поэтому я и пишу сюда, на форум, и прошу пощи в данной проблеме...

SmarTrunk

Да, я посмотрел, у них интересные решения! И до гига перекрывают диапазон, я буду иметь в виду. Единственное, конечно это неравномерность по азимуту большевата. У нас вот задана плюс минус 1.2 дБ.. Но за ссылку премного благодарен!

С уважением,
Александр

Прикрепленные файлы

 _________________.zip ( 146.91 килобайт ) Кол-во скачиваний: 63
 _______.zip ( 851.27 килобайт ) Кол-во скачиваний: 20

 

[uve]

Я задался некоторой длиной опоры для нахождения наведенных на ней токов. Ниже опоры земли нет, она действительно обрывается. Но такая модель, вроде бы достаточна для оценки развязки между антенной и опорой.. При этом в такой модели в опоре возникает стоячая волна тока с пучностью. Тогда развязку между антенной и опорой я нахожу как частное отношений амплитуды суммарного тока, наведенного в опоре (проинтегрированного по излучающей поверхности опоры) к длине опоры, и суммарного тока в антенне (проинтегрированного по излучающим поверхностям вибраторов) к ее геом. длине. По идее, для этого метода нет разницы какую длину будет иметь опора, полученные значения развязки будет одинаковым, имхо...

Вообще, косвенно оценить развязку, обеспечиваемую стаканами, не выводя при этом токи я попробовал, вычисляя мнимую часть сопротивления в плоскостях раскрыва стаканов. Здесь же можно, задавшись некоторым значением индуктивного импеданса, оценить и полосу, в которой стакан развязывает. Конечно на этом раскрыве висит параллельно еще сопротивление примыкающей антенны или опоры с другой стороны. Но если скажем стакан дает 1-10 килоом в раскрыве, то наверное этого в большинстве случаев будет достаточно.
С уважением,
Александр

На мой взгляд, нельзя ограничивать опору полу волновым отрезком. Всё равно ниже будет кабель продолжаться. Я этой темой немного занимался. Сопротивление запорного стакана 1-10 кОм относится только к такому стакану в изолированном виде. Как только Вы устанавливаете его на мачту (или кабель) его резонанс сдвигается и сопротивление раскрыва падают до сотен Ом. Поэтому его нужно моделировать в ЭМСимуляторе с геометрией антенны. Кроме того нужно учесть что мачта (кабель) расположена параллельно вектору электрического поля такой антенны и имеет сильную ЭМСвязь с излучателем. В модели видно, что даже гальванический разрыв в мачте( кабеле) не препятствует появлению токов на них( ток уменьшается примерно на 15 дБ). Этого достаточно, чтобы влиять на форму ДН антенны.

А синфазная решётка из диполей всем хороша, но добиться требуемой неравномерности по азимуту, у Вас вряд ли получится.